细胞培养的应用

均一性好,大小与生理状况一致;
生长快;
目标产物含量高;
细胞遗传性能稳定.
二、动物细胞培养与表达制备药用蛋白
1962年开始，用于生物医学研究，生产酶
制剂，生长因子，疫苗，单抗等。
如：纤溶酶原激活剂（t-PA）、神经生长
因子（NGF）、 乙肝疫苗（HbsAg）、干扰素
（IFN）、白介素（IL）等
（一）病毒疫苗生产：Vero细胞培养
培养；
缺点：剪切力大。
搅拌式反应器结构示意图
1—搅拌器；2—罐体； 3—夹套；4—搅拌轴；
5—压出管；6—支座；
7—人孔；8—轴封；
9—传动装置
典型的搅拌结构
（1-2）非机械搅拌式反应器 非搅拌式反应器所产生的剪切力较小，结 构简单。其主要类型有鼓泡式反应器、气升式 反应器等气体搅拌式反应器
→Gas outlet
实例： （2）过程2需要的工具酶有 限制性内切酶和DNA连接酶 __________________ 。 （3）欲将大肠杆菌b筛选出 来，应利用基因表达载体 标记基因 （重组DNA分子）上的_____ 。 （4）干扰素不能在高温环境 中保存，其原因是__________ 干扰素是蛋白质，高温下会变性 ___________________ 。
加碱（碳酸 氢钠） 加糖（葡萄 糖） 50L 胎牛血清 其他成分 灌注培养液 生 物 微载体 反 应 锥形瓶逐级 放大培养 5L种子罐培 养 培养液 器 收获病毒 出液口
DMEM培养基
接种狂犬 病毒
（二）基因工程药物生产 ——重组干扰素（IFN） 定义： 由病毒或诱生剂刺激机体细胞产生的具 有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的糖蛋白。 种类： IFN-α——白细胞产生； IFN-β——成纤维细胞产生； IFN-γ——致敏T细胞产生
式反应器。带有低速
搅拌的气升式发酵罐
可弥补低气速时混合
性差的弱点。
（1-4） 光生物反应器
Baidu Nhomakorabea
（1-5）转鼓式生物反应器
（2-1）固定化培养的生物反应器——流化床 两类:液-固两相 气-液-固三相 优点：细胞与流体能 充分混合、接触。 不足：细胞与流体碰 撞易伤细胞
（2-2）固定化培养生物反应器——固定化床 固定床生物
一、植物细胞培养与次生代谢产物制备
植物细胞培养定义：
指在离体条件下，将愈伤组织等置于液体
培养基中振荡培养，得到分散游离的悬浮细
胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量
细胞群体的一种技术。
（一）大规模植物细胞培养
1.单细胞制备方法
（1）机械法：
（2）酶解法： （3）愈伤组织诱导法：高频振荡使愈伤组 织分散成单个细胞
2.杂交瘤技术的基本原理
2.杂交瘤技术的基本原理
反应器两类:
填充床反应器 涓流床反应器
（三） 植物细胞培养制备代谢产物 细胞代谢产物包括初级代谢产物与次级代 谢产物. 1.初级代谢产物： 通过初级代谢产生的维持细胞生命活动必 需的物质。如：AA、核苷酸、多糖、维生素等。 2.次级代谢产物： 通过次级代谢合成的分子结构较复杂的小 分子化合物。如：抗生素、生物碱、毒素等。
（三）单克隆抗体生产
1.何谓单克隆抗体？
通过B细胞杂交瘤技术, 获得特异性针对
某一种抗原决定簇的细胞克隆，产生均一性
的抗体.
单克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞 (myeloma cell)与经特定抗源免疫刺激的B淋巴 细胞(antigen stimulated B lymphoblast)融合得 到杂交瘤细胞(hybridoma cell)，杂交瘤细胞既 能象骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖，又具有 B淋巴细胞产生特异性抗体的能力。因此，单 克隆抗体技术又称为杂交瘤技术(hybridoma technology ）。
（二）大规模植物细胞培养
1.悬浮培养
将细胞接种于液体培养基中并保持良好的
分散状态.
特点:与培养液充分接触,促进营养吸收和
气体供应;
细胞增殖快,获得高浓度细胞.
（二）大规模植物细胞培养 2.固定化培养 将游离细胞包埋在支持物内部或表面进行 培养的一种方法. 特点:维持细胞良好的稳定性。 方法： 吸附固定法、离子/共价交联法、共价结 合法、包埋法、微囊化等。
干扰素作用机制
干扰素的生产：
传统方法：从人血液中的白细胞内提取每300L
血液才能提取1mg
基因工程：将干扰素基因转移到大肠杆菌中。
每千克培养液可提取20-40 mg。 我国的基因工程重组IFN有: α1b(如赛若金:科兴\军事预防科学院等) α2b(如安达芬:长春生物等)
体内干扰素产生机制:
细胞 IFN诱生剂
↑
↑ ↑ ↑ ↑
Culture medium Sieve plate
↑ ↑
Air inlet
气升式反应器
鼓泡式反应器
1—分布格板；2—夹套；3—气体分布器；4—塔体；5—挡板； 6—塔外换热器；7—液体捕集器；8—扩大段
（1-3）组合式反应器 利用“ 优势互补” 原则，将两种反应器 结合起来研究出组合
（三） 植物细胞培养制备代谢产物
次级代谢产物的利用：
（1）药用：如紫杉醇、生物碱类、萜类等
（2）食品、食品添加剂：如胡萝卜素、甜
菊苷、辣椒素等。
（3）杀虫剂、杀菌剂：如万寿菊细胞培养
产物农药噻吩烷、葫芦巴培养产物蓝鱼藤酮等。 （4）饲料、精细化工产品：
（四）生产次生代谢产物的细胞株要求
分散好,适合于大规模悬浮培养;
产生特异性因子，使阻抑蛋白灭活 干扰素基因解除抑制 IFN基因活化产生干扰素
重组干扰素生产机制
干扰素生产车间
实例： （1）过程1表示可以通 过人工合成方法获得干 扰素基因。其主要步骤 可概括为：由干扰素中 氨基酸 _______ 顺序推导出 mRNA的碱基 顺序，再进 __________ 基因的碱基 一步推导出_______ 顺序。人工合成的干扰 素基因在实验室可通过 PCR _____ 技术进行人工扩增。
3.大规模植物细胞的生物反应器
机械搅拌反应器 非机械搅拌反应器 悬浮培养反应器 组合式反应器 光生物反应器
填充床反应器 固定化细胞培养反应器流化床反应器 膜反应器
（1-1）机械搅拌式反应器
（1-1）机械搅拌式反应器 优点： 混合性能好 传氧效率高 操作弹性大 可用于细胞高密度